Analiza i Przetwarzanie Biosygnałów

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Analiza i Przetwarzanie Biosygnałów"

Henryka Marcinkowska
7 lat temu
Przeglądów:

1 Analiza i Przetwarzanie Biosygnałów Sygnał EKG Historia Luigi Galvani ( ) włoski fizyk, lekarz, fizjolog 1

Historia Carlo Matteucci (1811-1868) włoski fizyk, neurofizjolog, pionier badań nad bioelektrycznością (doświadczenie: ułożenie nerwu motorycznego

2 Historia Carlo Matteucci ( ) włoski fizyk, neurofizjolog, pionier badań nad bioelektrycznością (doświadczenie: ułożenie nerwu motorycznego mięśnia łydki na bijącym sercu powodowało skurcz mięśnia) Historia Augustus Waller ( ) brytyjski nerofizjolog pierwszy zarejstrował sygnał EKG 2

Historia Willem Einthoven (1860-1927) holenderski fizjolog, twórca współczesnej elektrokardiografii, Nagroda Nobla w 1924 roku Opracował teorię pola elektrycznego serca

3 Historia Willem Einthoven ( ) holenderski fizjolog, twórca współczesnej elektrokardiografii, Nagroda Nobla w 1924 roku Opracował teorię pola elektrycznego serca oraz prawo projekcji prądów czynnościowych serca na powierzchnię ciała, Stworzył podstawy elektrokardiografii, skonstruował pierwszy elektrokardiograf (galwanometr strunowy) 3

4 Model dipola serca Trójkąt Einthovena 4

5 Odprowadzenia kończynowe Dwubiegunowe odprowadzenia Einthovena: odprowadzenie I różnica potencjałów pomiędzy elektrodami "lewa ręka" a "prawa ręka" (LA RA) odprowadzenie II różnica potencjałów pomiędzy elektrodami "lewa goleń" a "prawa ręka" (LF RA) odprowadzenie III różnica potencjałów pomiędzy elektrodami "lewa goleń" a "lewa ręka" (LF LA) Jednobiegunowe kończynowe wzmocnione odpr. Goldberga (augmented-wzmocniony): odprowadzenie avr z elektrody "prawa ręka" (RA) odprowadzenie avl z elektrody "lewa ręka" (LA) odprowadzenie avf z elektrody "lewa goleń" (LF) Odprowadzenia kończynowe 5

6 Odprowadzenia przedsercowe Odprowadzenia jednobiegunowe przedsercowe Wilsona V1, V2, V3, V4, V5, V6 Różnica potencjałów w odprowadzeniu kończynowym dwubiegunowym (I) 6

7 Różnica potencjałów w odprowadzeniu kończynowym jednobiegunowym (avr) Różnica potencjałów w odprowadzeniu przedsercowym (V5) 7

8 Morfologia sygnału EKG Standardowy (12-to odprowadzeniowy) zapis sygnału EKG 8

9 EKG zapis papierowy EKG rytm zatokowy 9

10 10-cio sekundowy spoczynkowy sygnał EKG (odprowadzenia I, II, III) 10-cio sekundowy spoczynkowy sygnał EKG (odprowadzenia avr, avl, avf) 10

11 10-cio sekundowy spoczynkowy sygnał EKG (odprowadzenia V1, V2, V3) 10-cio sekundowy spoczynkowy sygnał EKG (odprowadzenia V4, V5, V6) 11

12 Przykład sygnału EKG (odprowadzenie I) Przykład EKG (odprowadzenia I i II) Dryft linii izoelektrycznej, lokalne zakłócenia 12

13 Przykład EKG ( odprowadzenia avf i V1) Zakłócenia elektroenergetyczne Przykład EKG ( odprowadzenia I,III, avl) Wysoki poziom zakłóceń 13

14 Przykład EKG (odprowadzenia avl, V1) Trzepotanie/migotanie przedsionków Przykład EKG (odprowadzenia V1) Trzepotanie/migotanie przedsionków 14

15 Przykład EKG (odprowadzenia II, avr) 10 sek. Zaburzenie rytmu (bigeminia) Przykład EKG (odprowadzenia II, avr) 4 sek. Zaburzenie rytmu (bigeminia) 15

16 Przykład EKG (odprowadzenia II, avr) Zaburzenie rytmu (trigeminia) EKG przetwarzanie komputerowe 3 etapy: 1. Filtracja Filtr górnoprzepustowy (usuwanie dryftu linii izoelektrycznej) Hz Filtr pasmowy (szczelinowy) usuwanie zakłóceń sieci elektroenergetycznej 50 Hz Filtry dolnoprzepustowe usuwanie zakłóceń (artefakty, drżenia mięśniowe, zakłócenia w.cz. aparatury elektromedycznej) - 25 Hz, 35 Hz 2. Analiza detekcja punktów charakterystycznych (początek i koniec P, QRS, koniec T, lokalizacja Q, R, S, J, amplitudy P, Q, R, S, T, S-T, nachylenie S-T ) dla wszystkich odprowadzeń; wyznaczenie parametrów zespołu uśrednionego 3. Interpretacja (diagnostyka) porównanie parametrów (czasowych i amplitudowych) z kryteriami diagnostycznymi: wykrywanie zaburzeń rytmu, przewodnictwa (bloki AV, wewnątrzkomorowe), przerost komór, ślady zawału i/lub choroby niedokrwiennej, migotanie/trzepotanie przedsionków, wyznaczenie osi elektrycznej serca 16

17 Filtracja Syntetyczny sygnał EKG (10-cio sekundowy) Syntetyczny sygnał EKG (2 sekundowy) 17

18 Widmo syntetycznego sygnału EKG Charakterystyka amplitudowa Zakłócenie 1. Dryft linii izoelektrycznej Sinusoida 0.25 Hz 18

19 Syntetyczny sygnał EKG + dryft linii izoelektrycznej Zakłócenie 2. Sieć elektroenergetyczna Sinusoida 50 Hz 19

20 Syntetyczny sygnał EKG + dryft + 50Hz (zapis 10-cio sekundowy) Syntetyczny sygnał EKG + dryft + 50Hz (zapis 2 sekundowy) 20

21 Zakłócenie 3. Drżenia mięśniowe, zakł. zewnętrzne Syntetyczny sygnał EKG + dryft + 50Hz + szum (zapis 10-cio sekundowy) 21

22 Syntetyczny sygnał EKG + dryft + 50Hz + szum (zapis 2 sekundowy) Widmo syntetycznego sygnału EKG z zakłóceniami Charakterystyka amplitudowa 22

23 Syntetyczny sygnał EKG. Syntetyczny sygnał EKG z dodanymi zakłóceniami Filtracja szumu. Filtr FIR dolnoprzepustowy 30Hz Charakterystyka amplitudowa 23

24 Filtracja 50Hz. Filtr FIR pasmowozaporowy 50Hz Charakterystyka amplitudowa Sygnał EKG z odfiltrowanym szumem i zakłóceniami elektroenergetycznymi 24

25 Filtracja dryftu. Filtr FIR górnoprzepustowy 0.5Hz Charakterystyka amplitudowa Odfiltrowany syntetyczny sygnał EKG 25

26 Wyjściowy sygnał EKG i odfiltrowany sygnał EKG Porównanie 1 Wyjściowy sygnał EKG i odfiltrowany sygnał EKG Porównanie 2 26

27 Przykład analizy Pomiar odcinka QT Normalny załamek T Uniesiony załamek T Dwufazowy załamek T Wymagania na skomputeryzowane urządzenia do analizy i interpretacji sygnału EKG (normy unijne) 1. Norma PN EN (szczegółowe wymagania bezpieczeństwa i wymagania techniczne elektrokardiografów zapisujących i analizujących) 2. Norma PN EN ISO 1497 Wyroby medyczne: zarządzanie ryzykiem 3. Norma PN EN ISO ,2 Badania kliniczne wyrobów medycznych 4. Norma PN EN 1064 Informatyka medyczna: standardowy protokół komunikacyjny dla elektrografii wspomaganej komputerowo 5. Norma PN EN Medyczne urządzenia elektryczne: wymagania dotyczące systemów alarmowych 27

28 Przykłady wymagań (PN EN ) na filtrację Przykłady wymagań (PN EN ) na analizę 28

29 Przykłady wymagań (PN EN ) na analizę Przykłady wymagań (PN EN ) na analizę 29

30 Komputerowe przetwarzanie sygnału EKG Trudności z lokalizacją załamków Komputerowe przetwarzanie sygnału EKG Trudności z lokalizacją załamków 30

31 Komputerowe przetwarzanie sygnału EKG Trudności z lokalizacją załamków Komputerowe przetwarzanie sygnału EKG maskowanie impulsów kardiostymulatora Kardiostymulator 31

32 EKG kryteria interpretacyjne EKG z elektrostymulatorem 32

33 Holterowskie EKG (24 godz.) EKG holterowskie wynik analizy 33

34 EKG holterowskie wynik analizy EKG badanie wysiłkowe 34

Podobne dokumenty

Podstawy elektrokardiografii część 1

Podstawy elektrokardiografii część 1 Dr med. Piotr Bienias Klinika Chorób Wewnętrznych i Kardiologii WUM Szpital Kliniczny Dzieciątka Jezus w Warszawie ELEKTROKARDIOGRAFIA metoda rejestracji napięć elektrycznych